纳米B2O3/TiO2复合材料的制备及其对痕量银的分离富集性能研究与应用

制备了新型纳米B2O3/TiO2吸附材料,并采用扫描电镜(SEM)及红外光谱(IR)对其进行表征,优化了纳米B2O3/TiO2复合材料对试液中痕量银的吸附和解吸条件,建立了纳米B2O3/TiO2分离富集-原子吸收光谱测定痕量银的新方法。当pH 4.3时,在22℃下振荡20 min,Ag+能被该材料快速吸附,其静态饱和吸附容量为11.72 mg/g,吸附在纳米B2O3/TiO2上的Ag+可用0.1 mol/L HNO3-0.05 mol/L硫脲(1∶4)完全洗脱。该方法的检出限为2.01μg/L,线性范围为0.01～4.00 mg/L,相对标准偏差(RSD)为1.8%,加标回收率为95%～105%。方法应用于实际矿渣样品中痕量银的测定,结果满意。     

纳米钛富集水样重金属镉-胶体金免疫层析法快速检测方法的建立

研究了纳米TiO2分离富集水样中痕量镉的最佳反应条件,应用自制抗Cd(Ⅱ)-iEDTA(Isothiocya-nobenzyi-EDTA)螯合物的单克隆抗体,建立了快速检测环境水样中重金属镉残留的胶体金免疫层析法。采用纳米钛富集水样中的痕量镉,用洗脱剂将吸附的镉离子洗脱后,再采用胶体金免疫层析法快速判断镉离子浓度,进而分析水样中的重金属镉含量。结果表明,pH 9.0时,Cd可被纳米TiO2定量富集,吸附于纳米TiO2上的镉离子可用0.1 mol/L的EDTA.2Na(乙二胺四乙酸二钠)溶液定量脱附。在优化实验条件下,纳米TiO2对Cd的吸附容量为14.7 mg/g,富集倍数可达50倍。制备了比色法判定结果的胶体金试纸条,并建立了纳米TiO2富集-胶体金试纸条联用检测方法。对实测样品的检测耗时约90 min,该方法对Cd的定量下限可达5μg/L,适用于环境水样的检测。     

双硫腙修饰纳米TiO2分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定水样中痕量金属离子

建立了双硫腙修饰纳米TiO2分离富集-石墨炉原子吸收光谱法测定水样中痕量镉、铬和铅的新方法,优化了纳米TiO2-双硫腙对试样中这3种痕量物质的吸附和解吸条件。结果表明,在pH 5.0时,镉、铬和铅可被定量吸附,静态饱和吸附容量分别为13.3、5.5、21.8 mg/g。吸附的各种金属离子可用5 mL 0.1mol/L的硝酸完全洗脱。该方法对Cd2+、Cr3+和Pb2+的检出限(3σ,n=11)分别为0.18、0.51、1.92 ng/L,相对标准偏差分别为2.8%、2.3%和1.0%,加标回收率为96%～101%。该方法已成功应用于环境水样中镉、铬和铅的测定。     

纳米二氧化钛对水中Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和二丁基锡吸附性能的研究

采用流动注射-氢化物发生-原子吸收光谱法研究纳米TiO2对Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和二丁基锡(DBT)的吸附作用,探讨在不同pH值、吸附时间、试样浓度和试样体积下,不同用量的纳米TiO2的吸附效果以及试样的洗脱条件和效率。结果表明,Sn(Ⅱ)和Sn(Ⅳ)的浓度≤6.0μg/mL、体积≤500 mL、pH=3.0;DBT的浓度≤0.2μg/mL、体积≤50 mLp、H=4.0,30 mg纳米TiO2对Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和DBT的吸附率≥90.0%。在25℃条件下,纳米TiO2对Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和DBT的饱和吸附容量分别为23.6μg/mg、13.7μg/mg和0.628μg/mg,适用于无机锡和二丁基锡污染的吸附去除及对水中无机及丁基锡的定量富集。用4 mol/L HCl对吸附的Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和DBT进行洗脱,洗脱率达到98%以上,可做为样品分析的前处理方法。     

纳米TiO_2微柱分离富集-分光光度法测定环境样品中的微量硒

以处理过的纳米TiO2为微柱吸附材料,采用流动注射技术进行微量硒的分离富集,考察了纳米TiO2微柱对Se(Ⅳ)的吸附性能,探讨了溶液的pH值、试样流速、试样体积、洗脱液浓度和用量以及干扰离子等因素的影响。实验结果表明,pH在1～6范围内,试样流速为0.5mL/min,纳米TiO2对Se(Ⅳ)具有良好的吸附性能,吸附率可达98.3%,动态饱和吸附容量为7.92mg/g;选用1mL0.1mol/LNaOH溶液可将吸附的Se(Ⅳ)完全洗脱,富集倍数为40。本法的检出限(3σ)为0.13mg/L,相对标准偏差为1.56%。将本法应用于国家标准样品GBW07280的分析,测定值与参考值一致。     

纳米TiO2微柱分离富集测定环境样品中的微量硒

以处理过的纳米TiO2为微柱吸附材料,采用流动注射技术进行微量硒的分离富集,考察了纳米TiO2微柱对Se(IV)的吸附性能,探讨了溶液的pH值、试样流速、试样体积、洗脱液浓度和用量以及干扰离子等因素的影响。实验结果表明,pH在1～6范围内,试样流速为0.5 mL/min,纳米TiO2对Se(IV)具有良好的吸附性能,吸附率可达97%,动态饱和吸附容量为7.92 mg/g;选用1 mL 0.1 mol/L NaOH溶液可将吸附的Se(IV)完全洗脱,富集倍数为40。本法的检出限(3σ)为0.13 mg/L,相对标准偏差为1.56 %。将本法应用于国家标准样品GBW07280的分析,测定值与参考值一致。     

纳米二氧化钛对痕量铅的吸附性能研究

提出了纳米TiO2分离富集, 火焰原子吸收光谱法测定水样中痕量铅的新方法.考察了铅在纳米TiO2上的吸附动力学、最佳酸度和吸附容量.实验结果表明：在最佳实验条件下,纳米TiO2能定量、快速地吸附水中的痕量Pb^2＋,其静态吸附容量为17.90 mg/g.吸附在纳米TiO2上的Pb^2＋可用0.1 mol/L HNO3＋0.1 mol/L CH3COOH完全洗脱.对Pb2＋的检出限为2.57 ng/mL, 相对标准偏差为2.5% （n=11, ρ=0.10 μg/mL）,加标回收率在94.5%～102.5%之间.可用于实际水样中铅的测定.     

纳米硅羟基磷灰石分离富集-火焰原子吸收法测定水样中痕量铅

提出了纳米硅羟基磷灰石(Si-HAP)分离富集,火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定水样中痕量铅的新方法。考察了铅在纳米Si-HAP上的吸附动力学、最佳酸度和吸附容量。实验结果表明:在最佳实验条件下,纳米Si-HAP能定量、快速地吸附水中的痕量Pb2+,其静态吸附容量24.33 mg/g;吸附在纳米Si-HAP上的Pb2+可用0.01mol/L EDTA-Ca完全洗脱。本法对Pb2+的检出限为1.33 ng/mL,相对标准偏差为4.0%(n=11,c=1μg/mL),加标回收率在94.9%~102.0%之间。方法用于实际水样中铅的测定,结果满意。     

纳米TiO2微柱分离富集测定环境样品中的微量碲

以处理过的纳米TiO2为微柱吸附材料,采用流动注射技术进行微量碲的分离富集,探讨了溶液的pH值、试样流速、试样体积、洗脱液浓度和用量以及干扰离子等因素的影响。 实验结果表明,pH值在8～9.5范围内,纳米TiO2对Te(Ⅳ)具有良好的吸附性能,吸附率接近99%,动态饱和吸附容量为37.02 mg/g;选用2 mL 0.5 mol/L NaOH溶液可将吸附的Te(Ⅳ)完全洗脱,富集倍数为30。 本法的检出限(3σ)为0.013 mg/L,相对标准偏差为RSD=1.99%。 将本法应用于水样的分析,碲的回收率在98%~103%之间,结果令人满意。     

单斜相纺锤形纳米ZrO2富集分离电感耦合等离子体质谱法测定痕量Ni（Ⅱ）

采用水热法合成单斜相纺锤形纳米二氧化锆(ZrO2),建立以单斜相纺锤形纳米ZrO2为吸附剂电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定痕量Ni2+的方法。本方法对Ni2+的检出限为0.029μg/L,相对标准偏差为2.7%(n=6);结果表明,在pH 9.0、吸附10 min时,纳米ZrO2对Ni2+的吸附率可达99%以上;以2 mL 0.5mol/L HCl为洗脱剂洗脱30 min,可定量洗脱纳米ZrO2上吸附的Ni2+,洗脱率达98%以上;纳米ZrO2对Ni2+的静态吸附容量为198μg/g、富集倍数可达250倍;考察了共存离子的影响以及其再生性能。将本方法应用于实际水样中痕量镍的测定,方法回收率为96.3%～101.4%。     

纳米二氧化钛分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定水样中痕量铅

提出了纳米TiO2分离富集,GFAAS测定水样中痕量铅的新方法。详细考察了纳米TiO2对铅的吸附行为,结果表明：在pH4．0时,Pb^2 可被纳米TiO2定量富集,吸附于纳米TiO2上的Pb^2 可用0．1mol／L的硝酸完全解脱。本法对Pb^2 的检出限为52ng／L,相对标准偏差为4．7％(n=10,C=0．02mg／L)。本法已用于实际水样中铅的测定,结果满意。     

Preparation and Performances of RuO2/TiO2 Films Photocatalyst Supported on Float Pearls

"RuO2/TiO2 films were deposited on float pearls (FP) by the sol-gel-dipping method. The substrates were coated with RuO2/TiO2 precursor sol, air-dried at 120 oC and further heated at 500 oC to obtain the coupled photocatalyst of RuO2/TiO2 films supported on FP (RuO2/TiO2/FP). The structure of coupled photocatalyst was characterized by SEM, XRD, and FT-IR technique, respectively. The results showed TiO2 has anatase structure and doped RuO2 was highly dispersed on the surface of TiO2 particles as amorphous. The average thickness of RuO2/TiO2 films (3 layers) on FP was determined to be about 1 1m. This study was carried out under the following conditions: volume 60 mL, initial concentration of beta-cypermethrin (BEC) 45 mg/L, pH 6.5, amount of RuO2/TiO2/PF 5 g/L, air flow rate 200 mL/min, reaction time 60 min. The degradation rates of BEC are 88.1% (125 W Hg lamp), 82.8% (8 W UV lamp), and 75.1% (8 W solar lamp), respectively. The photocatalytic degradation of BEC was experimentally demonstrated to follow the Langmuir-Hinshelwood kinetic model, and the reaction rate constant (17.5 mg/(L min)) and the adsorption constant (3.486 L/g) were determined, respectively. It was also found that the RuO2/TiO2 /FP photocatalyst has significantly the visible light photoactivity for degradation of BEC."     

改性壳聚糖的制备及对Cu2+Pb2+的吸附研究

用巯基乙酸作为巯基化剂,对壳聚糖进行改性,选择了巯基化的条件.实验表明,在浓度为188mg/L的铜溶液中,CTS-SH的最大吸附率达90.3%以上,吸附容量为27.76mg/g,在浓度为203mg/L的铅溶液中,对铅的最大吸附率达到99%以上,在浓度为1.015g/L的铅溶液中,最大吸附率达95.5%.此时的吸附容量为97.4mg/g,吸附容量大于147.2mg/g时的吸附率为36.3%.经XRD及EMS图片的分析,可以看出,改性壳聚糖在吸附前后,结构发生了改变.     

TiO2/柚子皮生物质活性炭复合材料的制备和吸附光降解性研究

本文以自制柚子皮生物质活性炭为原料,采用凝胶-溶胶法合成TiO2/柚子皮生物质活性炭复合材料(TiO2/BAC)。对复合材料进行SEM、FTIR、XRD等表征,并研究该复合材料对中性红、亚甲基蓝染料及甲醛的吸附降解性能。结果表明,在复合材料中柚子皮生物质活性炭的添加量为7 g、预吸附时间为2 h时,对染料具有最佳的吸附降解效果,复合材料在循环使用5次后对染料的吸附降解率仍达到了80 %以上。当活性炭的添加量为6 g、复合材料的添加量为2 g时,复合材料对甲醛的吸附降解达到最大,可达61%。表明该复合材料对中性红、亚甲基蓝染料及甲醛具有良好的吸附降解效果,有望用于废水染料的去除和家居甲醛净化。     

以工业粉煤灰为原料制备 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂及其催化性能

2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚(DNBP)作为杀虫剂、除草剂和烯烃基芳香族化合物阻聚剂而被广泛地应用于工农业生产中.在 DNBP生产和使用过程中,会产生大量难以降解的有机废水,从而对人类和生态环境造成极大危害.因此,开展含 DNBP废水的处理技术和方法研究具有重要的现实意义. TiO2半导体材料由于具有良好的光化学特性和电化学行为,近几十年来一直是光催化领域的研究热点.在能量等于或大于 TiO2的带隙能级的辐照光照射下, TiO2可以产生光生电子/空穴对(e-/h+).光生电子和空穴分别与 TiO2表面被吸附的 H2O和 O2分子反应,生成具有强氧化性的活性羟基自由基(?OH),对硝基酚类有机污染物具有较强的降解能力. TiO2光催化反应属于非均相反应,反应在催化剂的表面进行,催化剂对污染物的吸附是影响其催化降解性能的重要因素.但是,传统 TiO2光催化剂存在比表面积小,对有机污染物吸附能力差,光生电子与空穴易于复合等缺陷,限制了 TiO2光催化技术的进一步发展和在水处理领域中的大规模应用.我们基于气凝胶具有多孔性、大比表面积和高孔隙率的特点,以富含硅、铝的工业废弃物粉煤灰为反应原料,首先利用碱熔法和常压干燥技术制备出 SiO2-Al2O3气凝胶.在此基础上,以钛酸四丁酯(TBOT)为反应前体, SiO2-Al2O3气凝胶为载体,利用酸催化溶胶-凝胶法(sol-gel)制备出 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂.利用 X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附(BET)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析测试技术对所制备的 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂结构进行了表征.结果显示,在 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂中,粒径尺寸为10~30 nm的锐钛矿型 TiO2纳米颗粒均匀分散在 SiO2-Al2O3气凝胶载体上. TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂呈现典型介孔材料的 IV型等温线. SiO2-Al2O3气凝胶的加入极大提高了 TiO2光催化剂的比表面积和对有机污染物的吸附性能,但是对 TiO2光波吸收范围影响不大.在制备出 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂基础上,进一步对其在可见光条件下的光催化性能进行了研究.以500 W的 Xe灯光源模拟自然太阳光, DNBP为探针污染物分子,系统考察了可见光照射条件下溶液 pH值、光催化剂用量、光反应时间、DNBP溶液初始浓度不同因素对 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂催化活性的影响.结果表明, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP有机污染物的吸附率和光降解率明显高于纯 TiO2样品.在 DNBP溶液初始浓度为0.167 mmol/L, pH =4.86,催化剂用量6 g/L,光照时间5 h的条件下, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP的降解率几乎高达100%.根据 Langmuir-Hinshelwood方程,在低浓度下光催化降解反应符合一级反应动力学.所制备的 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂具有良好的稳定性和重复利用性能.重复利用5次后, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP的降解率仍高达90%以上.利用紫外-可见分光光度计、气相-质谱联用仪对 DNBP降解中间产物进行了分析,探讨了 DNBP的光催化降解机理.     

桑色素修饰的纳米TiO_2分离富集铬和铝

建立了在表面活性剂十二烷基硫酸钠(SLS)的活化作用下,桑色素修饰的纳米TiO2分离富集,电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定Cr3+和A l3+的新方法。考察了溶液pH、洗脱条件和干扰离子等因素对分析物分离富集的影响。结果表明,在pH 3.0时,Cr3+和A l3+可被桑色素修饰的纳米TiO2定量富集,吸附的金属离子可用1.5 mL 0.50 mol/L HC l溶液完全洗脱。在优化的实验条件下,纳米TiO2-桑色素对Cr3+和A l3+的吸附容量分别为9.69 mg/g和12.76 mg/g。本法对Cr3+和A l3+的检出限(3σ)分别为:0.21和0.49 ng/mL,相对标准偏差(RSD)分别为2.2%和1.6%(n=11,C=50 ng/mL)。本法应用于藏药和扇贝标准样品(GBW 10024)中Cr3+和A l3+的测定,测定值与标准值基本吻合,分析结果满意。     

碱活化多孔碳用于分离甲苯及活化/吸附机理

采用生物质木质素磺酸钠(SLS)为碳源, 先与硬模板NaCl混合预碳化, 再加入活化剂NaOH在氮气保护下升温至850 ℃碳化, 得到SLS基碱活化的多孔碳吸附剂(SPCN). 将SPCN用于吸附液体石蜡中芳香烃甲苯, 对比研究了不同活化剂加入量对SPCN结构、 性质及吸附效果的影响. 结果表明, SPCN表面具有丰富的官能团和发达的微/介孔结构, 活化剂加入量对比表面积的影响为先增大后减小, 碱/碳质量比为1∶1时比表面积达到最大值(710.4 m ²/g); 吸附量与比表面积呈正相关, 样品SPCN-1的最大吸附量为2875.17 mg/g, 远高于商业吸附剂, 经5次吸附-解吸循环后仍保持92.5%的吸附效率. 探究了活化机理, NaOH、 碳质和气体发生氧化还原反应释放气体留下孔隙, 经充分酸洗、 水洗后得到永久孔道. 最后, 结合扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 拉曼光谱(Raman)、 X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和比表面积分析等结果证明了吸附机理主要是孔隙填充效应、 范德华力、 π-π相互作用及电子供/受体作用的共同作用. 首次报道了SPCN应用的新方向并探究了活化与吸附机理, 制备方法简易、 经济, 产品循环稳定性好、 无污染, 有望用于工业化生产.     

TiO2/H2O2/超声波协同降解壬基酚聚氧乙烯醚溶液

采用经过处理的锐钛矿型TiO2作为催化剂,在H2O2存在下,以TiO2/H2O2/超声波协同降解壬基酚聚氧乙烯醚反应为模型,探讨了TiO2催化剂用量、H2O2用量、超声波功率、壬基酚聚氧乙烯醚溶液初始浓度、初始pH值对壬基酚聚氧乙烯醚降解率的影响。结果表明,在一定的超声波功率和一定的TiO2用量范围内,壬基酚聚氧乙烯醚降解率随超声波功率和TiO2用量的增大而增大,达到一定值后保持平稳;当H2O2浓度介于一定范围内,增大H2O2用量可提高壬基酚聚氧乙烯醚的降解率,但H2O2用量过多时,反而会使壬基酚聚氧乙烯醚的降解率下降;pH<5时,壬基酚聚氧乙烯醚降解效果较好,且pH值越小,降解率越高;pH>5时,降解率越来越低。TiO2/H2O2/超声波体系降解壬基酚聚氧乙烯醚产生了较强烈的协同效应,在同一时刻三者协同体系的降解率比其3种单独体系的降解率之和高出约60%;在TiO2催化剂用量0.4g/L、H2O2用量0.2g/L、超声波功率600W、降解时间120min的条件下,对初始质量浓度为80mg/L,pH=1的壬基酚聚氧乙烯醚溶液进行降解,其降解率达98%以上。